一种连续加料硅单晶炉

技术领域

本发明属于硅单晶炉技术领域，具体是指一种连续加料硅单晶炉。

背景技术

单晶硅生长炉是通过直拉法生产单晶硅的制造设备，把高纯度的多晶硅原料放入高纯石英坩埚，通过石墨加热器产生的高温将其熔化后，对熔化的硅液稍做降温，使之产生一定的过冷度，再用一根固定在籽晶轴上的硅单晶体即籽晶，插入熔体表面，待籽晶与熔体熔和后，慢慢向上拉籽晶，晶体便会在籽晶下端生长。

单晶硅原料在熔化过程中，由于熔化温度过高，可以达到1420℃，熔化原料中的微小单晶硅原料在高温下容易发生飞散和焦结，损伤坩埚，影响坩埚使用寿命，目前使用人工方式对单晶硅原料进行摆放，其中的微小原料需要夹杂在大块原料之间，尽量避免微小原料发生飞散后焦结，无形中加大人工成本的投入。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种连续加料硅单晶炉，通过抖动式硅料传送带构件，对单晶硅原料进行抖动，对其中的微小原料进行过筛，避免在坩埚中由于高温，微小单晶硅飞散焦结，影响坩埚使用寿命，减少对坩埚的损伤。

为筛除单晶硅原料中的微小原料，本发明装置中提出偏心抖动传送构件和传送带推动构件，通过其中的偏心齿轮对单晶硅原料在运输过程中进行抖动，并从传动杆件之间进行掉落，方便对微小原来进行回收，方便二次利用；为了减少人力成本的投入，本发明中提出的抖动式硅料传送带构件和硅料定量移送传送构件在相互配合的情况下，实现在无人工操作的情况下，避免出现单晶硅原料因自身特性和多角形状，发生挤压拥堵，影响传输效率。

本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种连续加料硅单晶炉，包括抖动式硅料传送带构件、硅料定量移送传送构件、硅料移送结构支撑构件、结晶炉结构构件，所述抖动式硅料传送带构件设于硅料定量移送传送构件的下方，所述硅料移送结构支撑构件与抖动式硅料传送带构件和硅料定量移送传送构件相连接，所述硅料移送结构支撑构件为抖动式硅料传送带构件和硅料定量移送传送构件提供结构支撑，所述结晶炉结构构件为单晶炉与硅料移送结构支撑构件相连接的部分，所述抖动式硅料传送带构件包括偏心抖动传送构件和传送带推动构件，所述传送带推动构件设于偏心抖动传送构件的两侧，所述传送带推动构件来回推动偏心抖动传送构件，本发明装置中的抖动式硅料传送带构件与硅料定量移送传送构件通过相互之间的配合，满足单晶硅原料在传送过筛的过程中，避免出现拥堵、挤压，影响本发明装置的使用效果。

进一步地，所述偏心抖动传送构件包括传送带组件和传送带驱动组件，所述传送带驱动组件和驱动传送带组件相连接，所述传送带组件包括传送杆件、端部孔洞和连接锁扣，所述传送杆件呈阵列状分布，所述端部孔洞开设于传送杆件的两端端部，所述连接锁扣用于连接相邻传送杆件。

作为优选地，所述传送带驱动组件包括驱动支撑杆和端部偏心异形齿轮，所述端部偏心异形齿轮的轮齿咬合传送杆件以驱动传送带组件，本发明装置中的端部偏心异形齿轮利用其物理特性，通过偏心抖动传送构件的上下方向的加速运动，实现传送杆件对单晶硅原料的抖动、运行和传输。

作为本发明的进一步优选，所述传送带驱动组件包括推动筛粉槽和推动组件，所述推动组件推动推动筛粉槽，所述推动筛粉槽包括支撑板、连接壁、连接底板、限位槽和固位限位块，所述支撑板固接设于连接壁的上端端部，所述连接底板设于连接壁的下端端部，所述限位槽为C形设于连接底板上，所述固位限位块呈T形，所述固位限位块穿插在限位槽内，本发明装置中的限位槽和固位限位块通过卡合，对推动筛粉槽的运动轨迹进行限位，对传送带驱动组件起到减震作用。

进一步地，所述推动组件包括驱动中轴、偏心包裹柱、中轴固定块、驱动皮带、驱动齿轮和驱动电机，所述驱动中轴的上下两端均与中轴固定块相连接，所述驱动中轴穿插在中轴固定块中并自由旋转，所述偏心包裹柱的内壁与驱动中轴固接，所述驱动皮带包裹在驱动中轴的上部和驱动齿轮外部，所述驱动齿轮与驱动电机信号连接，本发明装置中的偏心包裹柱通过对推动筛粉槽的来回推动，实现对传送带驱动组件进行左右方向的推拉，加大对单晶硅原料的抖动过筛，通过端部偏心异形齿轮和偏心包裹柱实现传送带驱动组件的上下、左右方向的同步抖动。

作为优选地，所述硅料定量移送传送构件包括硅料投掷腔、呈置底板和定量旋转齿轮，所述硅料投掷腔的底部固接呈置底板，所述呈置底板呈一定角度倾斜，所述定量旋转齿轮设于呈置底板的下方。

作为本发明的进一步优选，所述定量旋转齿轮包括定量缺口、旋转异形齿轮、旋转中轴、包裹外腔、落料口和出料口，所述定量缺口呈阵列状布置设于旋转异形齿轮上，所述旋转中轴与旋转异形齿轮固接，所述包裹外腔包裹在旋转异形齿轮的外部，所述落料口设于包裹外腔的上端部，所述出料口设于包裹外腔的下部，所述落料口与出料口的尺寸与定量缺口适配，本发明装置中的定量缺口通过固定的空间，对同等体积的单晶硅原料进行定量移送，可以避免出现单晶硅原料发生挤压拥堵。

进一步地，所述硅料移送结构支撑构件包括遮挡侧板、遮挡后板、硅料残粉出口和外置电机箱，所述遮挡侧板与遮挡后板固接，所述硅料残粉出口设于遮挡后板的下部，所述外置电机箱为本装置提供电力支持。

作为优选地，所述结晶炉结构构件包括补料口、外坩埚、内坩埚、融料口、加热装置和拔晶管道，所述补料口设于传送带组件的一端下部，所述外坩埚设于内坩埚的外部，所述融料口设于内坩埚的下方，所述加热装置设于融料口的外部，所述拔晶管道设于融料口的上方。

作为本发明的进一步优选，所述驱动支撑杆与外置电机箱连接，所述驱动电机与外置电机箱电连接，所述旋转中轴与外置电机箱电连接。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

1本发明装置中的抖动式硅料传送带构件与硅料定量移送传送构件通过相互之间的配合，满足单晶硅原料在传送过筛的过程中，避免出现拥堵、挤压，影响本发明装置的使用效果；

2本发明装置中的端部偏心异形齿轮利用其物理特性，通过偏心抖动传送构件的上下方向的加速运动，实现传送杆件对单晶硅原料的抖动、运行和传输；

3本发明装置中的限位槽和固位限位块通过卡合，对推动筛粉槽的运动轨迹进行限位，对传送带驱动组件起到减震作用；

4本发明装置中的偏心包裹柱通过对推动筛粉槽的来回推动，实现对传送带驱动组件进行左右方向的推拉，加大对单晶硅原料的抖动过筛，通过端部偏心异形齿轮和偏心包裹柱实现传送带驱动组件的上下、左右方向的同步抖动；

5本发明装置中的定量缺口通过固定的空间，对同等体积的单晶硅原料进行定量移送，可以避免出现单晶硅原料发生挤压拥堵。

附图说明

图1为本发明提出的一种连续加料硅单晶炉的正视图；

图2为本发明提出的一种连续加料硅单晶炉的侧视图；

图3为图2中沿着剖切线A-A的剖视图；

图4为图3中沿着剖切线B-B的剖视图；

图5为图4中沿着剖切线C-C的剖视图；

图6为图5中沿着剖切线D-D的剖视图；

图7为图6中Ⅰ处的局部放大图；

图8为图4中Ⅱ处的局部放大图；

图9为图5中Ⅲ处的局部放大图；

图10为本发明提出的传送带组件的结构示意图。

其中，1、抖动式硅料传送带构件，2、硅料定量移送传送构件，3、硅料移送结构支撑构件，4、结晶炉结构构件，5、偏心抖动传送构件，6、传送带推动构件，7、硅料投掷腔，8、呈置底板，9、定量旋转齿轮，10、遮挡侧板，11、遮挡后板，12、硅料残粉出口，13、外置电机箱，14、补料口，15、外坩埚，16、内坩埚，17、融料口，18、加热装置，19、拔晶管道，20、传送带组件，21、传送带驱动组件，22、推动筛粉槽，23、推动组件，24、传送杆件，25、端部孔洞，26、连接锁扣，27、驱动支撑杆，28、端部偏心异形齿轮，29、支撑板，30、连接壁，31、连接底板，32、限位槽，33、固位限位块，34、驱动中轴，35、偏心包裹柱，36、中轴固定块，37、驱动皮带，38、驱动齿轮，39、驱动电机，40、定量缺口，41、旋转异形齿轮，42、旋转中轴，43、包裹外腔，44、落料口，45、出料口。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-图10所示，本发明提出了一种连续加料硅单晶炉，包括抖动式硅料传送带构件1、硅料定量移送传送构件2、硅料移送结构支撑构件3、结晶炉结构构件4，抖动式硅料传送带构件1设于硅料定量移送传送构件2的下方，硅料移送结构支撑构件3与抖动式硅料传送带构件1和硅料定量移送传送构件2相连接，硅料移送结构支撑构件3为抖动式硅料传送带构件1和硅料定量移送传送构件2提供结构支撑，结晶炉结构构件4为单晶炉与硅料移送结构支撑构件3相连接的部分，抖动式硅料传送带构件1包括偏心抖动传送构件5和传送带推动构件6，传送带推动构件6设于偏心抖动传送构件5的两侧，传送带推动构件6来回推动偏心抖动传送构件5。

其中，偏心抖动传送构件5包括传送带组件20和传送带驱动组件21，传送带驱动组件21和驱动传送带组件20相连接，传送带组件20包括传送杆件24、端部孔洞25和连接锁扣26，传送杆件24呈阵列状分布，端部孔洞25开设于传送杆件24的两端端部，连接锁扣26用于连接相邻传送杆件24。

传送带驱动组件21包括驱动支撑杆27和端部偏心异形齿轮28，端部偏心异形齿轮28的轮齿咬合传送杆件24以驱动传送带组件20。

传送带驱动组件21包括推动筛粉槽22和推动组件23，推动组件23推动推动筛粉槽22，推动筛粉槽22包括支撑板29、连接壁30、连接底板31、限位槽32和固位限位块33，支撑板29固接设于连接壁30的上端端部，连接底板31设于连接壁30的下端端部，限位槽32为C形设于连接底板31上，固位限位块33呈T形，固位限位块33穿插在限位槽32内。

推动组件23包括驱动中轴34、偏心包裹柱35、中轴固定块36、驱动皮带37、驱动齿轮38和驱动电机39，驱动中轴34的上下两端均与中轴固定块36相连接，驱动中轴34穿插在中轴固定块36中并自由旋转，偏心包裹柱35的内壁与驱动中轴34固接，驱动皮带37包裹在驱动中轴34的上部和驱动齿轮38外部，驱动齿轮38与驱动电机39信号连接。

硅料定量移送传送构件2包括硅料投掷腔7、呈置底板8和定量旋转齿轮9，硅料投掷腔7的底部固接呈置底板8，呈置底板8呈一定角度倾斜，定量旋转齿轮9设于呈置底板8的下方。

定量旋转齿轮9包括定量缺口40、旋转异形齿轮41、旋转中轴42、包裹外腔43、落料口44和出料口45，定量缺口40呈阵列状布置设于旋转异形齿轮41上，旋转中轴42与旋转异形齿轮41固接，包裹外腔43包裹在旋转异形齿轮41的外部，落料口44设于包裹外腔43的上端部，出料口45设于包裹外腔43的下部，落料口44与出料口45的尺寸与定量缺口40适配。

硅料移送结构支撑构件3包括遮挡侧板10、遮挡后板11、硅料残粉出口12和外置电机箱13，遮挡侧板10与遮挡后板11固接，硅料残粉出口12设于遮挡后板11的下部，外置电机箱13为本装置提供电力支持。

结晶炉结构构件4包括补料口14、外坩埚15、内坩埚16、融料口17、加热装置18和拔晶管道19，补料口14设于传送带组件20的一端下部，外坩埚15设于内坩埚16的外部，融料口17设于内坩埚16的下方，加热装置18设于融料口17的外部，拔晶管道19设于融料口17的上方。

驱动支撑杆27与外置电机箱13连接，驱动电机39与外置电机箱13电连接，旋转中轴42与外置电机箱13电连接。

具体使用时，外置电机箱13连接电源，驱动支撑杆27与、驱动电机39和旋转中轴42运转，将多晶硅原料放置于硅料投掷腔7中，顺着倾斜的呈置底板8滑向定量旋转齿轮9，多晶硅原料落入定量缺口40并旋转异形齿轮41在旋转中轴42的驱动下运转，定量缺口40内的多晶硅原料从出料口45落入偏心抖动传送构件5，微小形状的多晶硅原料从传送杆件24之间掉落，驱动支撑杆27驱使端部偏心异形齿轮28加速传送带组件20的抖动，同时，驱动电机39通过驱动齿轮38带动驱动皮带37抽动驱动中轴34，驱动偏心包裹柱35推动与偏心抖动传送构件5的连接壁30，实现对多晶硅原料的多方向抖动后，从补料口14进入内坩埚16，进行熔料，微小形状的多晶硅原料从硅料残粉出口12取出，方便后续使用。

以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。

实际的操作过程非常简单易行，通过抖动式硅料传送带构件，对单晶硅原料进行抖动，对其中的微小原料进行过筛，避免在坩埚中由于高温，微小单晶硅飞散焦结，影响坩埚使用寿命，减少对坩埚的损伤。

为筛除单晶硅原料中的微小原料，本发明装置中提出偏心抖动传送构件和传送带推动构件，通过其中的偏心齿轮对单晶硅原在运输过程中进行抖动，并从传动杆件之间进行掉落，方便对微小原来进行回收，方便二次利用；为了减少人力成本的投入，本发明中提出的抖动式硅料传送带构件和硅料定量移送传送构件在相互配合的情况下，实现在无人工操作的情况下，避免出现单晶硅原料因自身特性和多角形状，发生挤压拥堵，影响传输效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。